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ERP:笔记 2
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[将每个实例都视为一类]非参数实例判别实现无监督特征学习

《事件相关电位基础》Steven J. Luck

第二章 ERP实验的设计与解释

ERP的分析与解释

ERP成分这个属于是ERP研究中最重要的,但同时也是最模糊的概念。无疑问,一个ERP波形是由一系列峰和谷组成的,而这些电压波动反映的却是若干基础的或者潜在的相对独立成分之和。但要分离出这些潜在的成分,使之能够被单独测量,却是极其困难的,这也是设计与解释ERP实验的一个最大障碍。因此,ERP研究成功的关键之一,就是在可观测的波峰与无法观测的潜在成分之间进行辨别。本部分将描述造成潜在成分难以评估的一些因素,并同时给出一套“准则”,以避免误解可观测峰与潜在成分之间的关系。

电压峰并非特异的

ERP的波形是若干潜在ERP成分相加的一种表达,在ERP实验中,研究者都试图知道不同的实验操作怎样影响一个特异性的潜在成分,但是我们无法直接得到这些潜在成分——只能通过观察到的ERP波形进行推理——这是十分有难度的。

如图所示,A的波形可能由B或者C两种组成方式,因此ERP波形的峰不一定能够准确反映其潜在成分。

分析准则1:峰和成分不是同一回事。峰是电压在局部达到最大值的点,此外别无含义。

因此对于ERP中的潜伏期和振幅的分析,并不能视为对成分的分析,因为相比对应的成分,ERP中的潜伏期和振幅已经很大程度的失真了。

峰的形状与成分的形状不一样

对于是同样构成波形A的成分B和C,两者之间C2和C3成分差异是很大的。

分析准则2:不可能通过观察一个单一的ERP波形,来估计潜在ERP成分的时间过长或峰潜伏期——波形中某一局部形状与作为其基础的潜在成分之间,可能没有明显的关系。

同样地,在比较多个ERP时候,试图通过ERP分析各个成分是不对的。如D,E和F三个ERP波形都与A相同,虚线表示了其中某个成分发生变化时的ERP。由于ERP是多个成分叠加的,但并不能断言ERP的变化是多个成分变化引起的。

分析准则3:将实验效应(两个ERP波形之间的差异)与原始ERP波形进行比较,是靠不住的。

分析准则3也使用头皮分布(脑地形图)的比较。

分析准则4:峰振幅的差异不一定和成分大小的差异一致,峰潜伏期的差异也不一定和成分时程的变化一致。

叠加平均引起失真

在大多数的ERP实验中,ERP波形都是信号叠加平均方法从EEG中分离出来。但值得注意的是,叠加平均后的ERPs并不能代表任何单试次的ERP,而是一种失真的单试ERP。如图G和H展示了这种失真。

分析准则5:不可任务一个平均的ERP波形准确表示了产生该波形的单试次波形。特别是,平均波形的起止时间点,所表达的知识贡献于平均的单个被试单试次中的最早起始时间点和最晚终止点。

当然,有可能采用一种ERP的测量方法,它可以避免因信号平均引起的失真。如图H中平均波形曲线下面积等于G中单试次曲线下面积的平均。在大多数情况下,面积振幅(平均振幅)测量由于峰振幅的测量。

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